JP4199239B2 - 電子制御サスペンション装置 - Google Patents

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Description

本発明は、電子制御サスペンション装置に関し、より詳しくは、乗り心地と操縦安定性を確保することができる電子制御サスペンション装置に関する。
通常、サスペンション装置は、車両の軸とフレームとの間の緩衝装置やスプリングからなる衝撃緩和装置であって、車両の上下方向を柔軟にし、路面から受ける衝撃と振動を緩和させて、車体に伝達されないようにするものである。
以下、添付図面を参照して、従来の電子制御サスペンション装置について説明する。図１は、従来の技術による電子制御サスペンション装置を示すブロック図である。
電子制御サスペンション装置は、図１に示すように、車体の前後輪に取り付けられた垂直加速度センサで垂直加速度成分を検出して提供するセンサ部１０と、センサ部１０で出力される信号から速度成分を算出する信号処理部２０と、信号処理部２０から出力される信号と既設定された制御利得Ｋとを用いて制御指令値を算出する制御指令値算出部３０と、制御指令値に基づいて可変ダンパー５０の減衰力を制御するアクチュエータのようなダンパー駆動部４０とで構成される。
この際、可変ダンパー５０には、ソレノイドバルブやステップモータなどのアクチュエータのようなダンパー駆動部４０が連結されており、ハード、ソフトなどの二つ以上の減衰力特性曲線を有している。この可変ダンパー５０は、ダンパー駆動部４０の駆動により連続または多段に減衰力を変化させる。ここで、ダンパー駆動部４０は、制御指令値算出部３０からの制御指令値に基づいて可変ダンパー５０を駆動させ、これによって、可変ダンパー５０は、減衰力を発生させて、路面の振動の車体への伝達を抑制させて、乗り心地を向上させるか、または接地力変動を抑制させて、車両の操縦安定性を向上させる。
可変ダンパー５０を制御するダンパー駆動部４０から出力される制御指令値は、制御指令値算出部３０で算出され、制御指令値算出部３０は、このような制御指令値を算出する際に適用される制御利得Ｋとして、既設定された定数値を用いる。この際、制御指令値の算出に用いられる制御利得Ｋが、大きな定数値として設定されており、信号処理部２０から屈曲の小さな路面を示す高周波成分の信号が入力されるとき、制御指令値算出部３０は、大きな制御利得Ｋに応じて、比較的に大きな制御指令値を出力するようになり、ダンパー駆動部４０は、このような大きな制御指令値に応じて、ソフト制御が必要な屈曲の小さい路面に対して、可変ダンパー５０をハード制御するため、乗り心地が阻害されるという問題点があった。
また、制御利得Ｋが、小さな定数値として設定されており、信号処理部２０から屈曲の大きな路面を示す低周波成分の信号が入力されるとき、制御指令値算出部３０は、小さな制御利得に応じて、比較的に小さな制御指令値を出力するようになり、ダンパー駆動部４０は、このような小さな制御指令値に応じて、ハード制御が必要な屈曲の大きな路面に対して、可変ダンパー５０をソフト制御するため、乗り心地が阻害されるという問題点があった。尚、上記従来の電子制御サスペンション装置は、文献公知発明に係るものではない。
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、垂直加速度センサから出力される信号毎に非線形制御利得を適用して、ダンパーの減衰力を制御するための制御指令値を算出することにより、乗り心地と操縦安定性を確保することができる電子制御サスペンション装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明による電子制御サスペンション装置は、可変ダンパーを制御するための制御指令値を算出する電子制御サスペンション装置において、車体の垂直加速度成分を抽出して提供するセンサ部と、前記センサ部から提供される垂直加速度成分を演算して、車体の垂直速度を算出する信号処理部と、前記垂直加速度成分の振幅の区間別では線形であり、かつ、振幅の全区間では非線形である非線形制御利得マップが設定されており、前記センサ部から提供される垂直加速度成分の振幅を検出した後、検出した振幅に対応する制御利得を前記非線形制御利得マップの区間別の線形から抽出する制御利得決定部と、前記制御利得決定部から提供される制御利得と、前記信号処理部から提供される車体の垂直速度とを用いて制御指令値を算出する制御指令値算出部と、前記制御指令値に基づいて前記可変ダンパーを駆動させるダンパー駆動部とを備える。
また、他の電子制御サスペンション装置は、可変ダンパーを制御するための制御指令値を算出する電子制御サスペンション装置において、車体の垂直加速度成分を抽出して提供するセンサ部と、前記センサ部から提供される垂直加速度成分を演算して、車体の垂直速度を算出する信号処理部と、前記車体の垂直速度成分の振幅の区間別では線形であり、かつ、振幅の全区間では非線形である非線形制御利得マップが設定されており、前記信号処理部から提供される車体の垂直速度成分の振幅を検出した後、検出した振幅に対応する制御利得を前記非線形制御利得マップの区間別の線形から抽出する制御利得決定部と、前記制御利得決定部から提供される制御利得と、前記信号処理部から提供される車体の垂直速度とを用いて制御指令値を算出する制御指令値算出部と、前記制御指令値に基づいて前記可変ダンパーを駆動させるダンパー駆動部とを備える。
本発明によると、車速または垂直加速度センサから出力される信号毎に非線形制御利得を適用して、ダンパーの減衰力を制御するための制御指令値を算出することにより、乗り心地や操縦安定性を確保することができる。
以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付図面に基づいて詳しく説明する。
図２は、本発明による電子制御サスペンション装置を示すブロック図であり、図３は、本発明の制御利得算出の際に用いられる非線形制御利得マップを示す例示図である。
図２に示すように、本発明による電子制御サスペンション装置は、センサ部１００と、信号処理部１１０と、制御利得決定部１２０と、制御指令値算出部１３０と、ダンパー駆動部１４０と、可変ダンパー１５０とで構成される。
センサ部１００は、車体の前後輪の左右側に取り付けられた垂直加速度センサであって、車両の垂直加速度成分を検出して信号処理部１１０に提供し、信号処理部１１０は、垂直加速度成分を積分して車体の垂直方向速度を算出し、制御利得決定部１２０と制御指令値算出部１３０に提供する。
制御利得決定部１２０には、図３に示すように、各区間別に線形であり、かつ、全体的に非線形を有する非線形制御利得マップ１２０ａが設定されており、このような制御利得決定部１２０は、非線形制御利得マップ１２０ａに基づいて、信号処理部１１０から提供される車体垂直方向速度信号の振幅を検出した後、これに対応する制御利得を抽出する。
すなわち、制御利得決定部１２０は、車体垂直方向速度信号の振幅がＵ１よりも小さいかまたは同じとき、入力Ｕ１に該当する制御利得ａ１を抽出して、制御指令値算出部１３０に提供し、車体垂直方向速度信号の振幅がＵ１よりも大きくＵ２よりも小さいかまたは同じとき、非線形制御利得マップから制御利得ａ２を抽出して、制御指令値算出部１３０に提供する。
制御指令値算出部１３０は、制御利得決定部１２０から提供された制御利得と、信号処理部１１０から提供された車体垂直方向信号とを演算して、制御指令値を算出してダンパー駆動部１４０に提供する。このように、制御指令値算出部１３０は、既設定された制御利得を適用して制御指令値を算出するものではなく、信号処理部１１０から入力される信号に基づいた制御利得を、制御利得決定部１２０から提供され、制御指令値を算出するので、可変ダンパー１５０を正確に制御可能な制御指令値を算出することができる。
ダンパー駆動部１４０は、制御指令値算出部１３０から提供された制御指令値に基づいて、可変ダンパー１５０に対してソフトまたはハード制御を行う。
このような本発明の制御利得決定部１２０は、制御利得決定の際に車体の垂直方向速度の信号を用いた場合を例に説明しているが、センサ部１００から提供される垂直加速度成分を入力されて、制御利得を設定してもよい。すなわち、制御利得決定部１２０は、垂直加速度成分に対する振幅を検出した後、これに対応する制御利得を抽出して、制御指令値算出部１３０に提供する。
本発明による電子制御サスペンション装置は、屈曲の小さな路面成分である高周波信号が入力されるとき、制御利得を小さく設定した後、これに基づいて制御指令値を算出し、屈曲の大きな路面成分である低周波信号が入力されるとき、制御利得を大きく設定した後、これに基づいて制御指令値を算出する。
本発明は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載の本発明の技術的思想と範疇の範囲内で、当業者によって様々な変形が可能である。
従来の技術による電子制御サスペンション装置を示すブロック図である。 本発明による電子制御サスペンション装置を示すブロック図である。 本発明の制御利得算出の際に用いられる非線形制御利得マップを示す例示図である。
符号の説明
１００ センサ部
１１０ 信号処理部
１２０ 制御利得決定部
１３０ 制御指令値算出部
１４０ ダンパー駆動部
１５０ 可変ダンパー

Claims (2)

  1. 可変ダンパーを制御するための制御指令値を算出する電子制御サスペンション装置において、
    車体の垂直加速度成分を抽出して提供するセンサ部と、
    前記センサ部から提供される垂直加速度成分を演算して、車体の垂直速度を算出する信号処理部と、
    前記垂直加速度成分の振幅の区間別では線形であり、かつ、振幅の全区間では非線形である非線形制御利得マップが設定されており、前記センサ部から提供される垂直加速度成分の振幅を検出した後、検出した振幅に対応する制御利得を前記非線形制御利得マップの区間別の線形から抽出する制御利得決定部と、
    前記制御利得決定部から提供される制御利得と、前記信号処理部から提供される車体の垂直速度とを用いて制御指令値を算出する制御指令値算出部と、
    前記制御指令値に基づいて前記可変ダンパーを駆動させるダンパー駆動部とを備えることを特徴とする電子制御サスペンション装置。
  2. 可変ダンパーを制御するための制御指令値を算出する電子制御サスペンション装置において、
    車体の垂直加速度成分を抽出して提供するセンサ部と、
    前記センサ部から提供される垂直加速度成分を演算して、車体の垂直速度を算出する信号処理部と、
    前記車体の垂直速度成分の振幅の区間別では線形であり、かつ、振幅の全区間では非線形である非線形制御利得マップが設定されており、前記信号処理部から提供される車体の垂直速度成分の振幅を検出した後、検出した振幅に対応する制御利得を前記非線形制御利得マップの区間別の線形から抽出する制御利得決定部と、
    前記制御利得決定部から提供される制御利得と、前記信号処理部から提供される車体の垂直速度とを用いて制御指令値を算出する制御指令値算出部と、
    前記制御指令値に基づいて前記可変ダンパーを駆動させるダンパー駆動部とを備えることを特徴とする電子制御サスペンション装置。
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